新一代一碳化学品的开发化工部科技研究总院副总工程师 方德巍 随着能源的多样化利用和环境、生态及生活、卫生、安全等方面的严格要求，向
随着能源的多样化利用和环境、生态及生活、卫生、安全等方面的严格要求，向以新一代天然气化工和煤化工为基础的一碳化工领域的发展提出了新的挑战。如涉及空气清净、保护环境、代替石油能源的汽油含氧化合物辛烷值添加剂和代用燃料；改善环境及保护人类安全卫生的新产品、新工艺，如代替硫酸二甲酯的甲基化剂新产品及非光气化工艺和技术；适应高新技术领域的发展，创制新结构化合物，如与石油化工和焦油化工相结合向边缘化发展的新领域，羰基化及氢甲酰化技术等等，都是一碳化工新领域在未来新时代必须担当的新使命的新产业。有人预测在２０００年前后以天然气和煤为原料基础的一碳化工将形成新兴的化工产业而成为未来的重要支柱产业。 综上所述，世界化学工业正处在面临产业及产品结构调整的新时期，一碳化学新
综上所述，世界化学工业正处在面临产业及产品结构调整的新时期，一碳化学新产业将是未来化学工业发展的重要组成部分。 我国是一个以煤炭为主要能源结构的国家，煤炭资源丰富，炭煤占总能源消费量
我国是一个以煤炭为主要能源结构的国家，煤炭资源丰富，炭煤占总能源消费量的７６％。天然气资源也相对比较丰富，现在正致力于大力开发。当前石油化工是我国经济发展的支柱产业，但是煤化工在我国化学工业中仍占有相当大比重和不容忽视的重要意义。处在当前我国大力发展石油化工的同时，必须十分重视以一碳化工为基础的新一代天然气化工及煤化工的发展；必须具有天然气化工及煤化工的发展与能源、环境、支农和高新技术发展相结合的战略思想，抓住有利时机争取在本世纪末、下世纪初在我国基本形成具有我国特色的新一代煤化工的产业体系，为我国化学工业和国民经济新发展作好技术准备。 在“九五”期间，我国应把该领域世界公认为重要、国内又具备条件，或经过积
在“九五”期间，我国应把该领域世界公认为重要、国内又具备条件，或经过积极努力创造条件能形成产业化的热点和特点的项目集中起来，充分发挥院所、高校和产业部门各自的优势，协力攻关，争取形成一批产业，为我国下世纪新一代天然气化工及煤化工的发展走在世界前列打好技术基础。 一、天然气转化及煤的气化制合成气
一、天然气转化及煤的气化制合成气 转化及气化技术是天然气化工及煤化工发展的基础，对于产业技术水平的高低、
转化及气化技术是天然气化工及煤化工发展的基础，对于产业技术水平的高低、经济效益的好坏起着重要作用。因此，开发高水平的天然气转化及煤气化技术是至关重要的。 １．开发自热式转化制合成气新工艺。实现催化剂活性高、寿命长、强度大、热
１．开发自热式转化制合成气新工艺。实现催化剂活性高、寿命长、强度大、热稳定性好等优点，并开发与制气相配套的高性能、碳氢比调节幅度宽、适应性广的转化反应器，为一碳化工的发展提供高效、节能的新型制取合成气的转化技术。 ２．示范推广乙炔乙烯联产新技术。利用天然气旋焰乙炔炉余热喷油联产乙炔、
２．示范推广乙炔乙烯联产新技术。利用天然气旋焰乙炔炉余热喷油联产乙炔、乙烯和合成气，是一项油气并用生产有机化工原料的综合技术，在技术上有较大创新。最近国家计委已对该技术组织了国家验收，为了实现产业化应尽快完善工程配套技术，及早安排工业示范，加速产业化的进程。 ３．在水煤浆加压气化形成产业化的基础上，继续发展完善、提高和创新，使之
３．在水煤浆加压气化形成产业化的基础上，继续发展完善、提高和创新，使之作为我国发展煤化工和联合循环发电（ＩＧＣＣ）的大型化基础气化技术。 ４．与德国鲁奇公司合作，建立循环流化床气化（ＣＦＢ）技术示范样板装置。
４．与德国鲁奇公司合作，建立循环流化床气化（ＣＦＢ）技术示范样板装置。为一大批中小型化肥厂的技术改造，解决量大面广企业的技术进步和原料路线问题，改变只能依靠山西等地无烟煤为原料的局面，实现利用当地产的烟煤（包括质量较差的煤种），做到就地取材。该技术是近期开发的高新技术，体现了当代较高的技术水平，具有建设投资省、产品成本低、效率高等优点。拟与鲁奇公司合作在宣化化肥厂建立示范样板工程，争取在３年内完成示范，并及时地推广应用，以配合“九五”期间一大批化肥厂的技术改造。该技术也适合城市煤气气源厂的建设，是城市煤气联产化工产品较理想的煤气化技术。 二、创新甲醇工艺技术
二、创新甲醇工艺技术 甲醇是新一代天然气化工及煤化工的基础产品和重要原料，也是具有发展前途的
甲醇是新一代天然气化工及煤化工的基础产品和重要原料，也是具有发展前途的清洁型燃料（包括发动机用及民用）。在技术创新方面，我们充分地利用我国催化技术领域的优势，在有关单位积极开拓、敬业攻关的基础上，两项具有世界先进水平的创新工艺在科研方面已取得丰硕成果。三相浆态床催化体系的研究开发，使用液相溶剂选择吸收催化合成甲醇，具有高收率、高选择性，并大大减少气体循环，较大幅度地降低能耗。低温低压液相合成及催化分离一体化工艺的研究开发，在很大程度上一改传统甲醇的工艺，在新的催化体系方面取得了重要研究成果。现已具备工程开发的条件，争取及早安排实现产业化。 三、新一代煤化工的优势领域含氧化合物的开发
三、新一代煤化工的优势领域含氧化合物的开发 １．醋酸、醋酐、醋酸乙烯三联新工艺。自从孟山都公司开发低压羰基化制醋酸
１．醋酸、醋酐、醋酸乙烯三联新工艺。自从孟山都公司开发低压羰基化制醋酸新工艺以后，哈尔康公司又在８０年代初开发成功醋酐、醋酸联产新工艺，并在伊斯曼公司实现了工业化，成为世界新一代煤化工的典范。此后，哈尔康公司又开发了醋酸、醋酐、醋酸乙烯三联产工艺，但由于种种原因至今在世界上仍未工业化。我们也开发了醋酸新工艺，并在新催化体系、新配位体以及助催化剂等方面，工艺工程方面，耐腐材料方面获得了较大的突破。在此基础上，研究开发三联产新工艺，从总体水平来看已达到世界领先水平，如果开发成功这项产品量大面广重要新工艺，应该说是当代世界的重大成果。 在铑络合催化体系制醋酸取得成功的基础上，最近我们又研究开发了与新的配位
在铑络合催化体系制醋酸取得成功的基础上，最近我们又研究开发了与新的配位体相结合及系列催化过程相配套的醋酸、醋酐两联产及醋酸、醋酐、醋酸乙烯三联产催化新体系，为解决今后开发世界瞩目的创新工艺创造条件。 ２．甲酸甲酯化学是当前世界一碳化学发展的热点。我国在甲酸甲酯制备技术方
２．甲酸甲酯化学是当前世界一碳化学发展的热点。我国在甲酸甲酯制备技术方面，除西南化工研究院已成功开发的甲醇脱氢催化体系及工艺已较广泛地用于工业化外，现在正研究开发甲醇羰基化法和与前述甲醇新工艺结合，采取相同体系的催化剂及反应分离一体化工艺，在调整催化组分及反应条件的基础上联产甲醇或单一选择性生产甲酸甲酯等更有竞争性的技术。该产品是一个十分活泼的化合物，有可能代替ＭＴＢＥ作为含氧化合物提高汽油辛烷值的添加剂和有希望的发动机代用燃料，也可生产甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲酰吗啉等用途广泛的有机溶剂。当前韩国已开发了以此化合物为原料异构化制醋酸的工艺。同时，还可与甲醛制成醇酸酯类，加氢后制成乙二醇等。其下游产品的开发更具有广泛的前途。 ３．新兴技术非光气法催化生产碳酸二甲酯新工艺。我国已从３条路线的催化体
３．新兴技术非光气法催化生产碳酸二甲酯新工艺。我国已从３条路线的催化体系着手，即西南院的液相催化法、华东理工大学的气相催化法、上海化工研究院的碳酸丙烯酯酯交换法，均分别取得了不同阶段的成果。该产品是代替硫酸二甲酯的甲基化及酰基化的重要化合物，也是今后有希望的汽油含氧化合物辛烷值添加剂。特别是印度博帕尔农药厂出现了异氰酸酯严重泄漏事故以后，凡以光气为原料生产的化工产品，出于安全和环境的严格要求，均要采取非光气路线。为此，碳酸二甲酯与苯酚反应可生成碳酸二苯酯或经氯化后可制成二（三氯甲基）碳酸酯（俗称双光气），成为非光气路线的重要中间体，对于改变甲酸甲酯农药、聚碳酸酯、聚氨酯以及不少农药、染料、助剂为非光气路线必须的重要化合物。该工艺的开发成功将是调整众多重要化工产业的产业结构及技术路线的重要成就。 ４．二甲醚新工艺及其应用的开发。二甲醚是一碳化学路线合成低碳烯烃和烃类
４．二甲醚新工艺及其应用的开发。二甲醚是一碳化学路线合成低碳烯烃和烃类燃料的中间产物，它的沸点是－２２℃，又是可燃物质，且具有与水及甲醇共溶的特性。由其性质所决定，它是当前世界上首推替代氟氯烃气溶胶类气雾剂的重要化合物，同时也在探讨取代氟氯烃类的其他用途。其另一重要用途是，极有效的民用燃料和柴油的代用品。它的特性和较高的热值可用于替代液化石油气，可与液化石油气掺混使用，且该化合物具有较高的十六烷值，可直接用于柴油内燃机代替柴油，可以说是有效的清洁型的代用燃料。 以甲醇为原料制二甲醚的工艺，西南院已开发成功并在广东中山市建年产５００
以甲醇为原料制二甲醚的工艺，西南院已开发成功并在广东中山市建年产５０００吨的生产装置，一次开车成功。以合成气为原料的工艺已基本开发成功，该工艺更具有先进性，完全具备条件在“九五”期间实现产业化。 ５．新工艺制草酸及乙二醇技术。这是一碳化工含氧化合物替代石化产品的优势
５．新工艺制草酸及乙二醇技术。这是一碳化工含氧化合物替代石化产品的优势系统工艺。我国多个科研单位及高校都在从事这方面的研究开发工作。“八五”已列入国家攻关计划，集中各家之长，现已解决了一氧化碳偶联制草酸酯工艺过程中氧化氮良性系统循环及回收的技术关键，攻克了机理关及工程关，现天津大学一碳化工重点实验室已与天津有机化工厂合作在该厂开展中试，为在该厂建设年产２万吨的工业化装置提供基础设计。该技术实现产业化后生产的草酸，其成本比现有甲酸钠法（即传统法）低３０％以上。用于生产乙二醇，建设投资和生产成本均低于乙烯法，是一项具有较强竞争性的技术。 ６．羰基化和氢甲酰化的催化。这是一碳化学非常活跃的领域，也是煤化工与焦
６．羰基化和氢甲酰化的催化。这是一碳化学非常活跃的领域，也是煤化工与焦油化工和石油化工的结合部或边缘学科。它可以与任何烯烃、芳烯烃在各种催化体系下反应生成很多新的化合物和产品，为精细化工的发展提供丰富多彩的物质基础，为医药、香料、饲料、助剂及表面活性剂等领域展现了较好的发展前景。